(57)【要約】【課題】ＬＳＩ及びその他の部品が搭載されたＰＣＢにおいて、ＬＳＩ及びその他の部品の電源回路（電源系の配線回路）について、安定な電源回路を最適に設計できるプリント基板電源回路設計装置を提供する。【解決手段】ＰＣＢの情報及び外部ノイズの情報を入力することにより、ＬＳＩの内部動作によって生じる電源電圧変動特性（ＰＩ特性）と、外部ノイズによって生じる電源電圧変動特性（ＥＭＳ特性）をそれぞれ導出し、その両方の特性が予め決められた電源電圧変動の許容値である電圧変動条件（判定基準）を満たすかどうかを判定する。そして、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が電圧変動条件を満たさない場合において、ＰＣＢの構造を変更する手段を付加することにより、容易にプリント基板の電源回路を半導体集積回路の内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計することができる。【選択図】図１
2010282473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に実装された半導体集積回路及びその他の部品が接続される電源回路について、前記半導体集積回路の内部動作によって生じる電源電圧変動の特性であるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部と、前記電源回路に侵入する外部ノイズによって生じる電源電圧変動の特性であるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部と、前記ＰＩ特性と前記ＥＭＳ特性のそれぞれを所定の電圧変動条件と比較する条件可否判定部と、を備えることを特徴とするプリント基板電源回路設計装置。
【請求項２】
プリント基板上に実装された半導体集積回路及びその他の部品が接続される電源回路の設計情報を入力する入力装置と、
前記設計情報を基に、前記電源回路における前記ＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部と、
前記設計情報と前記電源回路に侵入する外部ノイズの情報である外部ノイズ印加情報とを基に、前記電源回路における前記ＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部と、
前記電源回路における電圧変動特性の許容される条件である電圧変動条件を記憶する判定基準データベースと、
前記ＰＩ特性と前記電圧変動条件とを比較し、前記電源回路が前記ＰＩ特性に対して条件を満たしているかどうか判定するＰＩ判定部と、
前記ＥＭＳ特性と前記電圧変動条件とを比較し、前記電源回路が前記ＥＭＳ特性に対して条件を満たしているかどうか判定するＥＭＳ判定部と、
前記ＰＩ判定部およびＥＭＳ判定部における判定結果を出力する出力装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項３】
前記電源回路におけるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部として、
前記設計情報から前記電源回路におけるＰＩ特性を解析するための等価回路モデルであるＰＩ判定回路モデルを生成するＰＩ判定回路モデル生成部と、
前記ＰＩ判定回路モデルを解析してＰＩ特性を導出する演算部と、
を有するＰＩ解析部を備え、
前記電源回路におけるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部として、
前記外部ノイズ印加情報と前記ＰＩ判定回路モデルから前記電源回路におけるＥＭＳ特性を解析するための等価回路モデルであるＥＭＳ判定回路モデルを生成するＥＭＳ判定回路モデル生成部と、
前記ＥＭＳ判定回路モデルを解析してＥＭＳ特性を導出する演算部と、
を有するＥＭＳ解析部を備える、
ことを特徴とする請求項１及び２に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項４】
前記ＰＩ判定回路モデル生成部内に、
前記電源回路の物理構造と電気的特性情報とに基づいて基板の等価回路モデルを作成するフィールドソルバを内部に有する基板等価回路モデル作成部を、
備えることを特徴とする請求項３に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項５】
前記ＰＩ判定回路モデル生成部内に、
前記半導体集積回路の設計情報に基づいて前記半導体集積回路の等価回路モデルを作成するＬＳＩ等価回路モデル作成部を、
備えることを特徴とする請求項３に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項６】
前記電源回路におけるＰＩ特性とＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が前記電圧変動条件を満たさない場合に、
前記電源回路の構造を変更し、該変更された構造の情報を設計情報として再度入力する回路記述変更部を備える
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項７】
前記設計情報と、前記外部ノイズ印加情報と、前記判定基準データベースとを記憶する記憶装置を、
備えることを特徴とする請求項６に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項８】
前記記憶装置内に、プリント基板のレイアウト情報及び構造の情報を有するＣＡＤデータが記憶され、
前記入力装置は、前記ＣＡＤデータから前記プリント基板のレイアウト情報を抽出して入力するように構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項９】
前記記憶装置内に、プリント基板上に実装される部品の情報のデータベースと、半導体集積回路の情報のデータベースと、外部ノイズ印加情報のデータベースとが記憶され、
前記入力装置は、前記ＣＡＤデータから所望のデータを抽出し、該抽出されたデータと関連付けられた前記部品の情報、半導体集積回路の情報、および外部ノイズ印加情報を抽出して入力するように構成される、
ことを特徴とする請求項７記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項１０】
前記電源回路において前記ＰＩ特性と前記ＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が前記電圧変動条件を満たさなかった場合、前記記憶装置内のＣＡＤデータ及び半導体集積回路の情報に判定結果を付加するように構成される、
ことを特徴とする請求項８及び９に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項１１】
前記電源回路において前記ＰＩ特性と前記ＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が前記電圧変動条件を満たさなかった場合、
前記記憶装置内のＣＡＤデータ及び半導体集積回路の情報を基に、前記電源回路の構造を変更し、該変更された構造の情報を新たな設計情報として入力する回路記述変更部を、
備えることを特徴とする請求項８及び９に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項１２】
前記回路記述変更部は、
前記電源回路の構造の変更により、前記ＰＩ判定部によりＰＩ特性が前記電圧変動条件を満たすとしてＰＩ判定に成功したときの電源回路とその電源インピーダンス特性とを達成電源回路として記憶すると共に、前記ＰＩ判定に成功したときの１つ手前の電源回路とその電源インピーダンス特性とを未達電源回路として記憶する達成／未達回路保存部と、
前記達成電源回路について前記ＥＭＳ判定部によりＥＭＳ特性の判定を行い、ＥＭＳ特性が前記電圧変動条件を満たしている場合は、当該達成電源回路を選択する達成回路選択部と、
前記達成電源回路のＥＭＳ特性が前記電圧変動条件を満たしていないと判定された場合に、該達成電源回路の電源インピーダンスを大きくする方向に回路を変更する電源インピーダンス増加部と、
前記電源インピーダンス増加部により前記達成電源回路の変更を行い、ＥＭＳ特性が前記電圧変動条件を満たし、かつ電源インピーダンス特性が、前記未達電源回路における電源インピーダンス特性よりも低くなる場合に、当該電源インピーダンが増加された達成電源回路を選択する変更回路選択部と、
を備えることを特徴とする請求項６乃至１１に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項１３】
前記電源インピーダンス特性は、回路の周波数解析により導出される
ことを特徴とする請求項１２に記載のプリント基板電源回路設計装置。
【請求項１４】
プリント基板上に実装された半導体集積回路及びその他の部品が接続される電源回路について、前記半導体集積回路の内部動作によって生じる電源電圧変動の特性であるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出手順と、
前記電源回路に侵入する外部ノイズによって生じる電源電圧変動の特性であるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ導出手順と、
前記ＰＩ特性と前記ＥＭＳ特性のそれぞれを所定の電圧変動条件と比較する条件可否判定手順と、
が行なわれることを特徴とするプリント基板電源回路設計方法。
【請求項１５】
入力電装置から入力されるプリント基板上に実装された半導体集積回路及びその他の部品が接続される電源回路の設計情報を保存する手順と、
前記設計情報より、前記電源回路における前記半導体集積回路の内部動作によって生じる電源電圧変動の特性であるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出手順と、
前記設計情報及び前記電源回路に侵入する外部ノイズの情報である外部ノイズ印加情報から、前記電源回路における前記外部ノイズによって生じる電源電圧変動の特性であるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出手順と、
前記ＰＩ特性と前記電圧変動条件とを比較し、前記電源回路が前記ＰＩ特性に対して条件を満たしているかどうか判定するＰＩ判定手順と、
前記ＥＭＳ特性と前記電圧変動条件とを比較し、前記電源回路が前記ＥＭＳ特性に対して条件を満たしているかどうか判定するＥＭＳ判定手順と、
前記ＰＩ判定手順およびＥＭＳ判定手順における判定結果を出力装置に出力する出力手順と、
が行われることを特徴とする請求項１４に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項１６】
前記電源回路におけるＰＩ特性導出手順として、
前記設計情報から前記電源回路におけるＰＩ特性を解析する等価回路モデルであるＰＩ特性判定回路モデルを生成するＰＩ判定回路モデル生成処理と、
前記ＰＩ判定回路モデルを解析する回路解析処理と、
が行なわれ、
前記電源回路におけるＥＭＳ特性導出手順として、
前記外部ノイズ印加情報及び前記ＰＩ判定回路モデルから前記電源回路におけるＥＭＳ特性を解析する等価回路モデルであるＥＭＳ判定回路モデルを生成するＥＭＳ判定回路モデル生成処理と、
前記ＥＭＳ判定回路モデルを解析する回路解析処理と、
が行われる、
ことを特徴とする請求項１４及び１５に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項１７】
前記ＰＩ判定手順及び前記ＥＭＳ判定手順による判定結果を基に、
前記電源回路のＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方が前記電圧変動条件を満たす場合、当該電源回路の構造を出力装置に出力する回路構造出力手順と、
前記電源回路のＰＩ特性とＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が前記電圧変動条件を満たさない場合、前記電源回路の構造を変更し、該変更された構造の情報を新たな設計情報として前記ＰＩ特性およびＥＭＳ特性の導出と、前記ＰＩ判定およびＥＭＳ判定とを実行する回路記述変更手順と、
が行われること特徴とする請求項１５及び１６に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項１８】
前記回路記述変更手順として、
予め保存されている回路記述の変更指針に従い、
前記プリント基板上に実装された部品を変更する対策部品実装手順と、
前記プリント基板の基板自身の構造を変更する基板変更手順と、
前記プリント基板上に実装された半導体集積回路を変更する半導体集積回路変更手順の内の何れかが選択される、
ことを特徴とする請求項１７に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項１９】
前記対策部品実装手順として、
予め保存されている回路記述の変更指針に従い、
前記プリント基板上に実装された部品の種類、実装箇所、位置情報を決定する対策部品決定処理と、
前記対策部品決定処理に伴って生じる前記プリント基板のレイアウト変更処理と、
が行われる、
ことを特徴とする請求項１８に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項２０】
前記基板変更手順として、
予め保存されている回路記述の変更指針に従い、
前記プリント基板の配線のレイアウトを変更する配線のレイアウト変更処理と、
前記プリント基板の層構造または特性の変更を行う基板構造変更処理と、のいずれかの処理が選択されて行なわれる、
ことを特徴とする請求項１８に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項２１】
前記半導体集積回路変更手順として、
予め保存されている回路記述の変更指針に従い、
前記半導体集積回路の動作状態を変更する動作状態変更処理と、
前記プリント基板に実装される半導体集積回路またはパッケージの種類の変更を行う半導体集積回路の種類変更処理と、のいずれかの処理が選択されて行なわれる、
ことを特徴とする請求項１８に記載のプリント基板電源回路設計方法。
【請求項２２】
請求項１４乃至２１のいずれかに記載のプリント基板の電源回路最適設計手法を実現するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＡＤシステムとして用いられるプリント基板電源回路設計装置に関し、特に半導体集積回路（以下、「ＬＳＩ」とも記述）及びその他の部品が搭載されたプリント基板において、ＬＳＩの電源回路（電源系の配線回路）における、回路内部の動作による電圧変動特性、及び外部ノイズによる電圧変動特性の両者を考慮し、ＬＳＩの電源回路を最適な条件に設計することができる、プリント基板電源回路設計装置、およびプリント基板電源回路設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の外部からのノイズによる電磁波障害（以下、「ＥＭＳ（Electro Magnetic Susceptibility）」とも記述）を低減するシステムとして、外部からの電源ノイズの伝搬経路の等価回路モデルを作成し、ＬＳＩの誤動作を生じるノイズ閾値を算出し、半導体集積回路（以下、「ＬＳＩ」とも記述）が電源ノイズの影響を受けるかどうかを直接解析して判定するものがあり、その解析結果によりノイズにより誤動作が生じると判定されたものは、高抵抗の素子やインダクタを挿入する、電源配線長を調整する、ＬＳＩ内部の駆動能力を下げる等の処理を行うことにより、誤動作を生じないように回路変更を行うものがある。
【０００３】
例えば、従来技術の電磁波障害解析装置がある（特許文献１を参照）。この特許文献１で開示された電磁波障害解析装置では、ＬＳＩの大規模化・高速化を維持しつつも電磁波障害を低減することを目的としている。そして、ＬＳＩのＥＭＳを解析する工程と、その解析結果に基づいて対策処理を行うことを特徴としており、電源のノイズに対する閾値をライブラリ化することによって、大規模な解析を行う必要が無く、容易に効率良く解析を行うことを可能とし、また、対策を行うことにより、ＥＭＳを低減することでＬＳＩの誤動作を防ぐ構造を導出することを可能にしている。
【０００４】
しかしながら、ＬＳＩの誤動作の原因は外部からのノイズによるものだけでは無く、電源系のインピーダンスの増加に伴い、安定な電源電圧供給が行われない場合も原因の一つである。例えば、特許文献１の技術で挙げられている、ＥＭＳの低減の為に素子の挿入や電源配線長を調整するといった対策は、安定な電源電圧の供給という側面から考えると、電源品質（以下、「ＰＩ」とも記述）の悪化という影響を及ぼすことになってしまう。例えば、ＬＳＩの電源配線が接続されるプリント基板（以下、「ＰＣＢ」とも記述）の電源（配線またはベタ構造）にダンピング抵抗のような素子を挿入すると、電源におけるインピーダンスが大きくなるため、外部からのノイズの侵入を防ぐ効果はあるが、逆に電源を流れる電源電流による直流的な電圧降下（以下、「ＩＲドロップ」とも記述）を増大させてしまい、ＰＩを悪化させる要因となる。また、逆に電源系のインピーダンスを下げる（基板における電源層の数、電源プレーンの面積を増やす）ことでＰＩは改善する傾向にあるが、ただインピーダンスを低下させても、ＥＭＳに対する耐性は低下してしまう。
【０００５】
一般にＰＣＢの電源系へのＥＭＳ低減の為に、チップコンデンサやダンピング抵抗、フェライトビーズなどの対策部品を実装する手段があるが、このような対策をした場合、必ずしもあらゆる周波数範囲でノイズが抑制出来るわけでもなく、新たにＰＩの悪化（直流的な電源電圧変動及び瞬間的な電源電圧変動）を引き起こす原因になる可能性もある。従って、ＬＳＩを正常に動作させ、かつＥＭＳを抑制する為には、ＰＩ及びＥＭＳ両面で、ＬＳＩが誤動作しないように、ＬＳＩ及びそれが搭載されるＰＣＢの電源系を設計しなくてはならない。そのためには、直流を含めた時間領域及び周波数領域両方での評価を行う必要があり、かつ具体的な規格等による制限を満たすため、定量的な評価を行う必要がある。そのためには、ＬＳＩが内部動作したときの電源電圧変動、及び外部ノイズの影響による電源電圧変動の絶対量を見積もる必要がある。
【０００６】
なお、その他のＬＳＩの電磁波障害の解析と対策を行う従来技術として、ＥＭＩシミュレーション用半導体集積回路の電源モデル及びその設計方法がある（特許文献２を参照）。この特許文献２の従来技術は、従来困難であったプリント基板電源系からのＥＭＩシミュレーションを容易に、かつ正確に行うことを目的としている。また、半導体装置モデルとその作成方法及び装置がある（特許文献３を参照）。この特許文献３の従来技術は、半導体装置の電源ノイズの振る舞いを解析する場合に用いる半導体装置モデルの作成方法に関し、電源ノイズの解析を高精度に行うことができるようにすることを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３１１３８３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２２５７３号公報
【特許文献３】特開２００４−２３４６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、外部からのノイズによる電磁波障害（ＥＭＳ）を低減するシステムとして、特許文献１で開示されたような電磁波障害解析装置がある。この特許文献１の電磁波障害解析装置では、外部からの電源ノイズの伝搬経路の等価回路モデルを作成し、ＬＳＩの誤動作を生じるノイズ閾値を算出する。そして、ＬＳＩが電源ノイズの影響により誤動作が生じるかどうか判定する。誤作動が起きると判定されたものは、高抵抗の素子やインダクタを挿入し、電源配線長を調整する。そしてＬＳＩ内部の駆動能力を下げる等の処理を行い、誤動作を生じないように回路変更を行う。
【０００９】
しかしながら、ＬＳＩの誤動作の原因は外部からのノイズによるものだけでは無く、電源系のインピーダンスの増加に伴い、安定な電源電圧供給が行われないこともある。そのため、特許文献１の電磁波障害解析装置における、ＥＭＳの低減の為に電源配線長を調整するといった対策は、電源品質（ＰＩ）の悪化という影響を及ぼしてしまうという問題があった。つまりＬＳＩの電源配線は、接続されるプリント基板の電源配線に素子を挿入すると、インピーダンスが大きくなるため外部からのノイズを防ぐ効果はある。しかし、電源を流れる電源電流による直流的な電圧降下は増大し、ＰＩを悪化させる要因となってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ＬＳＩ及びその他の部品が搭載されたＰＣＢにおいて、ＬＳＩの電源系について、ＥＭＳ判定と、ＰＩ判定を同時に行い、安定な電源回路（電源系の配線回路）を短時間で精度良く、かつ最適に設計するためのプリント基板電源回路設計装置、及びプリント回路基板設計方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のプリント基板電源回路設計装置は、半導体集積回路及びその他の部品が搭載されたプリント基板における前記半導体集積回路の電源回路について、前記半導体集積回路の内部動作によって生じる電源電圧変動の特性であるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部と、前記電源回路に侵入する外部ノイズによって生じる電源電圧変動の特性であるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部と、前記ＰＩ特性と前記ＥＭＳ特性のそれぞれを所定の判定基準と比較する条件可否判定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプリント基板電源回路設計装置およびプリント基板電源回路設計方法においては、ＰＩ特性とＥＭＳ特性の両方において電圧変動条件を判定することにより、プリント基板において、安定な電源回路系を短時間で精度良く、かつ最適に設計することができる。このため、ＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するようにＰＣＢの電源回路を設計できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。
【図２】第２の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。
【図３】第３の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。
【図４】第４の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。
【図５】第５の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２及び第４の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】第３及び第５の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】ＰＩ判定回路モデル作成処理のフローチャートである。
【図１０】ＰＩ判定回路モデル作成処理内の基板の等価回路モデル作成処理のフローチャートである。
【図１１】ＰＩ判定回路モデル作成処理内のＬＳＩの等価回路モデル作成処理のフローチャートである。
【図１２】ＥＭＳ判定回路モデル作成処理のフローチャートである。
【図１３】対策部品実装処理のフローチャートである。
【図１４】基板変更処理のフローチャートである。
【図１５】ＬＳＩ変更処理のフローチャートである。
【図１６】ＰＩ判定回路モデルを構成するＬＳＩの等価回路モデルの構造の一例を示す図である。
【図１７】ＥＭＳ判定回路モデルを構成するＬＳＩの等価回路モデルの構造の一例を示す図である。
【図１８】ＬＳＩの動作部分モデルの電流源内部の記述の一例を示す図である。
【図１９】外部ノイズをモデル化した電流波形の記述の一例を示す図である。
【図２０】ＰＩ判定回路におけるＬＳＩ内部の電源電圧波形の一例を示す図である。
【図２１】ＥＭＳ判定回路におけるＬＳＩ内部の電源電圧波形の一例を示す図である。
【図２２】ＬＳＩと対策部品としてチップコンデンサが実装されたＰＣＢの構成の一例を示す図である。
【図２３】ＬＳＩと対策部品としてダンピング抵抗が実装されたＰＣＢの構成の一例を示す図である。
【図２４】ＬＳＩと対策部品としてフェライトビーズが実装されたＰＣＢの構成の一例を示す図である。
【図２５】基板配線の等価回路モデル作成に必要な設計情報として入力される基板配線の断面構造の一例を示す図である。
【図２６】基板配線の断面構造の情報を入力したソルバ処理により得られる、配線の等価回路モデルの一例を示す図である。
【図２７】図２２のＰＣＢのＰＩ判定回路モデルの一例を示す図である。
【図２８】図２２のＰＣＢのＥＭＳ判定回路モデルの一例を示す図である。
【図２９】図２３のＰＣＢのＰＩ判定回路モデルの一例を示す図である。
【図３０】図２３のＰＣＢのＥＭＳ判定回路モデルの一例を示す図である。
【図３１】図２４のＰＣＢのＰＩ判定回路モデルの一例を示す図である。
【図３２】図２４のＰＣＢのＥＭＳ判定回路モデルの一例を示す図である。
【図３３】第６の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。
【図３４】電源インピーダンス特性と処理の概念について説明するための図である。
【図３５】第６の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施の形態］
以下、本発明を実施するための第１の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置の構成の説明）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。図１に示すプリント基板電源回路設計装置では、入力装置１から、ＬＳＩを実装したＰＣＢを構成する回路の設計情報と、後述するデータベースを用いた入力情報とがＰＩ特性導出部２に入力される。このＰＩ特性導出部２において、ＬＳＩの内部動作に応じた電圧変動特性であるＰＩ特性が導出される。
【００１６】
また、ＰＩ特性導出部２に入力された入力情報（設計情報）に加えて、外部ノイズの印加される場所とその特性である外部ノイズ印加情報４がＥＭＳ特性導出部３に読み込まれ、ＬＳＩの外部ノイズに応じた電圧変動特性であるＥＭＳ特性が導出される。
【００１７】
また、ＰＩ特性導出部２で導出されたＰＩ特性と、ＥＭＳ特性導出部３で導出されたＥＭＳ特性が、条件可否判定部５に読み込まれ、このＰＣＢの電源回路が、ＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するように設計されているかどうかを自動的に判定する。
【００１８】
この条件可否判定部５内には、本発明の特徴部分であるＰＩ判定部６とＥＭＳ判定部７の両方を備えている。ＰＩ判定部６内において、ＰＩ特性導出部２で導出されたＰＩ特性である電圧変動特性と判定基準データベース８に備えられている電圧変動条件とを比較し、ＰＣＢの電源回路がＬＳＩの内部動作に対して安定に設計されているかどうかを判定する。
【００１９】
それと並行して、ＥＭＳ判定部７内において、ＥＭＳ特性導出部３で導出されたＥＭＳ特性である電圧変動特性と判定基準データベース８に備えられている電圧変動条件を比較し、ＰＣＢの電源回路が外部ノイズに対して安定に設計されているかどうかを判定する。そして、出力装置９に、判定された結果を出力することにより、システムでの処理が完了する。
【００２０】
（第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートの説明）
図６は、本発明の第１の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。図６に示す処理では、回路設計情報の入力処理（ステップＳ１）から始まる。ここで入力される情報は、図２２に示されるようなＬＳＩ４１及びその他部品が実装されて電源回路を構成しているＰＣＢを例に取ると、そのレイアウトや実装されるＬＳＩ４１その他の部品の情報等、電源回路における電圧変動特性を導出するのに必要な情報である。
【００２１】
これらの情報は、図１の入力装置１より入力される。次に、入力された回路設計情報から、ＬＳＩの内部動作による電源回路の電圧変動特性であるＰＩ特性の導出処理（ステップＳ２）が行われる。この処理は、図１のＰＩ特性導出部２において行われる。この処理により、ＰＣＢにおける電源回路のＰＩ特性が導出される。
【００２２】
次に、図２２に示したような外部ノイズの印加される箇所４８及びその特性である外部ノイズ印加情報４の読み込み処理（ステップＳ３）が行われる。この処理は、図１のＥＭＳ特性導出部３において行われる。
【００２３】
次に、回路設計情報の入力処理（ステップＳ１）で入力された入力情報と、外部ノイズ印加情報の読み込み処理（ステップＳ３）で読み込まれた外部ノイズ印加情報から、外部ノイズによる電源回路の電圧変動特性であるＥＭＳ特性の導出処理（ステップＳ４）が行われる。この処理は、図１のＥＭＳ特性導出部３において行われる。
【００２４】
次に、導出されたＰＩ特性及びＥＭＳ特性と電圧変動条件との比較処理（ステップＳ５）が行われる。この処理は、図１の条件可否判定部５において行われる。条件可否判定部５内に備えられたＰＩ判定部６において、判定基準データベース８内に備えられた電圧変動条件と求められたＰＩ特性との比較処理を行い、ＰＣＢの電源回路がＬＳＩの内部動作に対し安定に設計されているかどうかが判定される。それと並行して、条件可否判定部５内に備えられたＥＭＳ判定部７において、判定基準データベース８内に備えられた電圧変動条件と求められたＥＭＳ特性との比較処理を行い、ＰＣＢの電源回路が外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかが判定される。
【００２５】
次に結果出力処理（ステップＳ６）において、判定された結果を出力する処理を行う。この処理により結果は、図１に示す出力装置９に出力される。この時出力される結果としては、ＰＣＢの電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対して安定に設計されているかどうかの判定結果のみでなく、ＰＩ特性とＥＭＳ特性、及びそれぞれの電源変動条件との比較が図示された結果等が含まれていても良い。これらの結果により、どれだけのマージンを持って設計されているか、どのような周波数範囲が問題となるか等を絶対値的に評価することが可能となる。
【００２６】
また、外部ノイズ特性のパラメータ（振幅、周波数等）をふる（変化させる）ことにより、ＰＣＢが外部ノイズに対し、どのような波形を入れればＬＳＩが誤動作するのか、ＥＭＳへの耐性を調査する用途にも使用することが可能である。
【００２７】
以上、本発明の第１の実施の形態について説明したが、図１に示す本発明のプリント基板電源回路設計装置は、プリント基板上に実装された半導体集積回路及びその他の部品が接続される電源回路について、半導体集積回路の内部動作によって生じる電源電圧変動の特性であるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部２と、電源回路に侵入する外部ノイズによって生じる電源電圧変動の特性であるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部３と、ＰＩ特性とＥＭＳ特性のそれぞれを所定の電圧変動条件と比較する条件可否判定部５と、を有して構成される。
【００２８】
また、図１に示す半導体集積回路評価装置は、プリント基板上に実装された半導体集積回路及びその他の部品が接続される電源回路の設計情報を入力する入力装置１と、設計情報を基に、電源回路におけるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部２と、設計情報と電源回路に侵入する外部ノイズの情報である外部ノイズ印加情報とを基に、電源回路におけるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部３と、電源回路における電圧変動特性の許容される条件である電圧変動条件を記憶する判定基準データベース８と、ＰＩ特性と電圧変動条件とを比較し、電源回路がＰＩ特性に対して条件を満たしているかどうか判定するＰＩ判定部６と、ＥＭＳ特性と電圧変動条件とを比較し、電源回路がＥＭＳ特性に対して条件を満たしているかどうか判定するＥＭＳ判定部７と、ＰＩ判定部６およびＥＭＳ判定部７における判定結果を出力する出力装置９と、を有して構成される。
【００２９】
これにより、ＰＩ特性とＥＭＳ特性の両方において電圧変動条件を判定することにより、プリント基板において、安定な電源回路系を短時間で精度良く、かつ最適に設計することができる。このため、ＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するようにＰＣＢの電源回路を設計できるようになる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
（第２の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置の構成の説明）
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。図２に示すプリント基板電源回路設計装置が、図１に示す第１の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置と構成上異なるのは、図１に示すＰＩ特性導出部２としてＰＩ解析部１０が、図１に示すＥＭＳ特性導出部３としてＥＭＳ解析部１３が、それぞれ用いられる点である。他の構成は図１に示すプリント基板電源回路設計装置と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００３２】
このＰＩ解析部１０は、入力装置１から入力される回路の設計情報から、ＰＩ特性を導出する為の電源回路の等価回路モデルであるＰＩ判定回路モデルを生成するＰＩ判定回路モデル生成部１１、及び生成されたＰＩ判定回路モデルを用いてＰＩ特性を導出する演算部１２を備える。
【００３３】
一方、ＥＭＳ解析部１３は、入力装置１から入力される回路の設計情報から生成されたＰＩ判定回路モデルと外部ノイズ印加情報４から、ＥＭＳ特性を導出する為の電源回路の等価回路モデルであるＥＭＳ判定回路モデルを生成するＥＭＳ判定回路モデル生成部１４、及び生成されたＥＭＳ判定回路モデルを用いてＥＭＳ特性を導出する演算部１５を備える。
【００３４】
ＰＩ判定回路モデル生成部１１は、大きく分けて２種類の処理部を備える。そのうち一方の処理部は、ＰＣＢのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報及び部品データベースから基板の等価回路モデルを作成する基板等価回路モデル作成部１１Ａである。この基板等価回路モデル作成部１１Ａには、基板の断面構造や材質、レイアウト等の情報を入力することによって、基板の配線等の等価回路モデルを作成することが可能である、フィールドソルバ（field solver）を備えていても良い
【００３５】
もう一方の処理部は、ＬＳＩの全回路接続情報やレイアウト情報、ＬＳＩの動作情報等の設計情報、及びＬＳＩの内部を構成している部品のデータベースからＬＳＩの等価回路モデルを作成するＬＳＩ等価回路モデル作成部１１Ｂである。このＬＳＩ等価回路モデル作成部１１Ｂには、前述の特許文献２（特開２００１−２２２５７３号）に記述されるような、ＬＳＩの全回路接続情報からＬＳＩの等価回路モデルを自動的に作成する機能を備えていても良い。また演算部１２には、ＳＰＩＣＥ（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）に代表されるような回路解析エンジンや回路解析結果から電磁界放射を計算するような解析エンジンが備えられているとしてよい。
【００３６】
また、ＥＭＳ判定回路モデル生成部１４も、基本的に２つの処理部を備える。一方の処理部は、読み込まれた外部ノイズ印加情報に記されている外部ノイズの特性に合わせて外部ノイズ源のモデル化を行う外部ノイズ源モデル作成部１４Ａである。もう一方の処理部は、ＰＩ判定回路からＬＳＩのノイズ源である動作部分のモデルを外し、読み込まれた外部ノイズ印加情報に記されているノイズの印加箇所に合わせて外部ノイズ源のモデルをＰＩ判定回路に接続することにより、ＥＭＳ判定回路を作成するＰＩ判定回路モデル修正部１４Ｂである。また演算部１５には、演算部１２と同様に、ＳＰＩＣＥに代表されるような回路解析エンジンや回路解析結果から電磁界放射を計算するような解析エンジンが備えられているとしてよい。
【００３７】
（第２の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートの説明）
図７は、本発明の第２の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートでは、図６に示す第１の実施の形態のフローチャートと比較して、図６に示された電源回路のＰＩ特性導出処理（ステップＳ２）として、ＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）と回路解析処理（ステップＳ８）が、図６に示す電源回路のＥＭＳ特性導出処理（ステップＳ４）として、ＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）と回路解析処理（ステップＳ１０）が、それぞれ行われる。
【００３８】
このうちＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）は、図２に示すＰＩ判定回路モデル生成部１１において行われ、回路解析処理（ステップＳ８）は、図２に示す演算部１２において行われる。一方、ＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）は、図２に示すＥＭＳ判定回路モデル生成部１４において行われ、回路解析処理（ステップＳ１０）は、図２に示す演算部１５において行われる。
【００３９】
なお、ＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）とは、図２に示す入力装置１から入力された回路設計情報から、ＰＩ判定回路モデルを作成する処理であり、回路解析処理（ステップＳ８）とは、作成されたＰＩ判定回路モデルを回路解析する処理である。これらの処理により、ＰＣＢの電源回路におけるＬＳＩの内部動作による電圧変動特性であるＰＩ特性が導出される。
【００４０】
また、ＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）とは、図２における入力装置１から入力された回路設計情報から作成されたＰＩ判定回路モデルと外部ノイズ印加情報４からＥＭＳ判定回路モデルを作成する処理であり、回路解析処理（ステップＳ１０）とは、作成されたＥＭＳ判定回路モデルを回路解析する処理である。これらの処理により、ＰＣＢの電源回路における外部ノイズによる電圧変動特性であるＥＭＳ特性が導出される。
【００４１】
（ＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）の詳細な説明）
ここで、図９はＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）を詳細に説明したフローチャートである。まず、基板情報入力処理（ステップＳ１７）により、ＰＣＢのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報及び部品データベースが図２に示す入力装置１から入力される。
【００４２】
次に、基板等価回路モデル生成処理（ステップＳ１８）により入力された情報から、ＰＣＢにおける実装された部品を含めた基板の等価回路モデルが、図２におけるＰＩ判定回路モデル生成部１１において生成される。次にＬＳＩ情報入力処理（ステップＳ１９）により、ＬＳＩの全回路接続情報やレイアウト情報、ＬＳＩの動作情報等の設計情報、及びＬＳＩの内部を構成している部品のデータベースが、図２における入力装置１から入力される。次に、ＬＳＩ等価回路モデル生成処理（ステップＳ２０）により、入力された情報からＬＳＩの電源に流れる電流や等価アドミタンス等、ＬＳＩの電源系の特性を見積もったＬＳＩの等価回路モデルが、図２におけるＰＩ判定回路モデル生成部１１において生成される。
【００４３】
次に、モデル結合処理（ステップＳ２１）により、生成された基板の等価回路モデルとＬＳＩの等価回路モデルが結合されて、ＰＩ判定回路モデルが、図２におけるＰＩ判定回路モデル生成部１１において生成され、この処理は終了する。ここで、基板等価回路モデルの生成（ステップＳ１７→Ｓ１８）と、ＬＳＩ等価回路モデルの生成 （ステップＳ１９→Ｓ２０）の処理の順序は逆になっても良い。また、先に基板情報入力処理（ステップＳ１７）とＬＳＩ情報入力処理（ステップＳ１９）が行われてから、基板等価回路モデル生成処理（ステップＳ１８）と、ＬＳＩ等価回路モデル生成処理（ステップＳ２０）とが行われるような順序でも良い。
【００４４】
（フィールドソルバを用いた基板等価回路モデル生成の具体的な処理の説明）
図１０は、図２に示すＰＩ判定回路モデル生成部１１の中で、基板等価回路モデル作成部１１Ａの内部に、フィールドソルバが備えられている場合の、図９における基板等価回路モデルの生成（ステップＳ１７→Ｓ１８）の具体的処理を示したフローチャートである。
【００４５】
まず、基板電源構造情報の入力処理（ステップＳ２２）が行われ、基板の電源構造情報が図２における入力装置１から入力される。ここで入力される具体的な情報は、図２２に示すようなＬＳＩその他部品が実装されて電源供給系回路を構成しているＰＣＢを例に取ると、その基板電源配線４３のレイアウト情報に加え、図２５に例示するような基板の電源配線の構造における数値である。
【００４６】
例えば、図２５に示す基板の電源配線おける、配線幅Ｗ、メタル配線５３の導電率、層構成で表される各部の寸法、グランド５４の導電率、レジスト５１や絶縁層５２の誘電率（εr）、誘電正接（tanδ）などの構造、材料特性に関する数値である。なお、層構成５５において、符号ｔ−ｒｅは、レジスト５１の厚み寸法、符号ｔ−ｌｉは、メタル配線５３の厚み寸法、符号ｔ−ｉｎは、絶縁層５２の厚み寸法、符号ｔ−ｇｎｄは、グランド５４の厚み寸法、を示している。
【００４７】
基板電源配線４３の中で重要なパラメータである配線長は、プリント基板の設計ＣＡＤシステムで持っている配線情報から容易に抽出することが可能である。図２５で例示されているのはあるマイクロストリップライン構造をした配線パターンの基板の構成（断面図）であるが、ここで導電率の代わりに例えば銅などの材料名を入力し、内部のデータベースから導電率に置き換えるなどの処理を行うことも可能である。こうして、基板の電源配線の電気的等価回路を求めるのに必要な各部の配線毎のパラメータ、及び部品のデータベースが入力される。
【００４８】
次に、図１０におけるソルバ処理（ステップＳ２３）が実行され、基板配線の等価回路モデルの作成が行われる。この処理は、図２のＰＩ判定回路モデル生成部１１内に備えられたフィールドソルバによって行われる。ここで行われる処理とは、マイクロストリップラインに代表されるようなＰＣＢにおける配線パターンの物理的な寸法をもとに、ＳＰＩＣＥなどの回路シミュレータで使用するための、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス、コンダクタンスで表した単位長さあたりの集中定数もしくは分布定数で表現された等価回路モデルを作成する処理である。
【００４９】
配線パターンの物理的な寸法とは、図２５に示すように、レジスト５１の電気定数、絶縁層５２の電気定数、メタル配線５３の線幅Ｗ、グランド５４とメタル配線５３からなる層構成５５などである。これらのパラメータは、基板配線情報の入力処理（ステップＳ２２）で入力された値を用いる。
【００５０】
この処理が行われ得られた単位長さ辺りの等価回路モデルの一例を図２６に示す。このモデルは集中定数で定義されており、配線の単位長さ辺りの抵抗、インダクタンス、容量の値はそれぞれ、Ｒｕ、Ｌｕ、Ｃｕとなっていて、コンダクタンスの値は省略された構造になっている。このように記述された単位長さ辺りの配線モデルが配線長分接続されることにより、基板配線の等価回路モデルが生成されるが、勿論分布定数記述で表現されていても構わない。
【００５１】
次に、図１０に示す部品データ入力処理（ステップＳ２４）が行われ、実装されているＬＳＩ以外の部品のデータベースが、図２における入力装置１から入力される。ここで入力される具体的な情報は、図２２に示されるＰＣＢを例にとると、直流電源（レギュレータ）４４及び対策部品（チップコンデンサ）４５のデータベースであり、ここではデータベース内に各部品の等価回路モデルが入力されるとする。
【００５２】
次に、モデル結合処理（ステップＳ２５）により、ソルバ処理（ステップＳ２３）により生成された基板配線の等価回路モデルと、各部品の等価回路モデルが、実際のＰＣＢのレイアウトに合わせ、図２のＰＩ判定回路モデル生成部１１内で結合され、この処理は終了する。こうして、ＰＣＢにおける基板等価回路モデルが生成される。
【００５３】
なお、処理の順番としては、部品データ入力処理（ステップＳ２４）が最初に行われた後、基板配線情報の入力処理（ステップＳ２２）とソルバ処理（ステップＳ２３）が行われても良く、先に基板配線情報の入力処理（ステップＳ２２）と部品データ入力処理（ステップＳ２４）を同時に行なわれた後にソルバ処理（ステップＳ２３）が行われても良い。
【００５４】
（図９におけるＬＳＩ等価回路モデル生成の具体的な処理の説明）
図１１は、図９におけるＬＳＩ等価回路モデルの生成（ステップＳ１９→Ｓ２０）の具体的処理を示したフローチャートである。このとき、図２のＰＩ判定回路モデル生成部１１の中で、ＬＳＩ等価回路モデル作成部１１Ｂ内部には、特許文献２や特許文献３（特開２００４−２３４６１８号）に記述されているような、ＬＳＩ等価回路モデル作成システムが備えてあるものとする。
【００５５】
先ず、図９の処理と同様に、ＬＳＩ情報入力処理（ステップＳ１９）により、ＬＳＩの全回路接続情報やレイアウト情報、ＬＳＩの動作情報等の設計情報、及びＬＳＩの内部を構成している部品のデータベースが、図２に示す入力装置１から入力される。
【００５６】
次に、動作部分モデル生成処理 （ステップＳ２６）により、ＬＳＩの設計情報からＬＳＩの電源端子に流れる電流を等価的に流せるように記述されたＬＳＩの動作部分が、図２に示すＰＩ判定回路モデル生成部１１において生成される。ここで生成されるＬＳＩの動作部分のモデル２１は、図１６（a）に記述されたように、電流源で記述することも出来るが、同等の電流を流すトランジスタで記述されていても良く、それらのモデルは特許文献２や特許文献３に示される方法によって設計情報から自動的に生成が可能である。
【００５７】
ここで、ＬＳＩの動作部分のモデル２１に記述される、もしくはトランジスタ記述されたモデルで等価的に流れる電源電流の波形の一例を図１８に示す。この波形は時間変動する電流波形であり、周期Ｔ毎に繰り返して流れる様子を表したものであるが、必要に応じて、周波数特性を示す波形に変換しても良い。これらの波形の変換は、フーリエ変換、もしくは逆フーリエ変換によって容易に変換は可能である。
【００５８】
次に、アドミタンスモデル生成処理（ステップＳ２７）により、ＬＳＩ内の等価的なアドミタンスを表現したアドミタンスモデルが、図２におけるＰＩ判定回路モデル生成部１１において生成される。ここで生成される図１６（a）に例示したＬＳＩのアドミタンスモデル（Ｙ）２２は、容量や抵抗で構成されたモデルで表現出来るが、透過的なトランジスタ記述されたモデルで記述されていても良く、それらのモデルも特許文献２や特許文献３に示される方法によって設計情報から自動的に生成が可能である。
【００５９】
次に、電源分配回路モデル生成処理（ステップＳ２８）により、ＬＳＩの電源分配回路モデルが、図２におけるＰＩ判定回路モデル生成部１１において生成される。ここで生成される図１６（b）に例示される電源分配回路モデル２４は、ＬＳＩの動作部分モデル２１とアドミタンスモデル（Ｙ）２２とを合わせたＰＩ特性解析用のＬＳＩ電源モデル２３と、ＬＳＩの２種類の電源端子（電源端子２５、ＧＮＤ端子２６）間に接続されるモデルである。
【００６０】
例えば、電源分配回路モデル２４は、図２２に例示したＰＣＢにおいては、ＬＳＩ４１内の電源配線のモデルだけではなく、パッケージ４２のモデルを含むものとしても良い。この電源配線のモデルは、データベース内に等価回路モデルを用意しておいて、それを読み込んでも良いが、特許文献３に示される方法から作成しても良く、または構造や材料定数と言ったパラメータである入力情報から、図２のＰＩ判定回路モデル生成部１１の中に備えられたフィールドソルバによるソルバ処理によって作成しても良い。
【００６１】
次に、モデル結合処理（ステップＳ２９）により、作成されたＬＳＩの動作部分モデル２１とアドミタンスモデル（Ｙ）２２と電源分配回路モデル２４を結合させ、図１６（ｂ）に例示されるようなＬＳＩの等価回路モデルが生成され、この処理は終了する。こうして、ＰＣＢに実装されるＬＳＩの等価回路モデルが生成される。なお、各モデルの作成処理（ステップＳ２６，Ｓ２７，Ｓ２８）の順番は、適宜前後させることも可能である。
【００６２】
こうした処理の過程により、図７におけるＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）により、図２２のＰＣＢのＰＩ判定回路モデルの一例は、図２７のようになる。図９における基板等価回路モデルの生成（ステップＳ１７，Ｓ１８）の処理により、基板電源配線モデル６３、直流電源モデル６４、チップコンデンサモデル６５が作成され、図９におけるＬＳＩ等価回路モデルの生成（ステップＳ１９，Ｓ２０）により、ＬＳＩ電源モデル６１、電源分配回路モデル６８、パッケージモデル６２が作成され、図９におけるモデル結合処理（ステップＳ２１）により、これらのモデルが結合され、ＰＩ判定回路モデルを構成する。
【００６３】
同様に図２３に例示するような、対策部品としてダンピング抵抗４６が実装されたＰＣＢ、また図２４に例示するような、対策部品としてフェライトビーズ４７が実装されたＰＣＢなども、各対策部品のデータベースとして等価回路モデルが用意されていれば、前述した同様の処理を行うことにより、ダンピング抵抗の等価回路モデル６６、またはフェライトビーズの等価回路モデル６７を用いて、それぞれのＰＩ判定回路モデルの一例は、図２９、図３１に示される構成になる。
【００６４】
図２０は、図２７,２９,３１で例示されたようなＰＩ判定回路モデルについて図７の回路解析処理（ステップＳ８）を行った場合の、Ｃ点での電源電圧変動値（Ｖ）６９の変動を示した一例である。このＰＩ特性である電圧変動特性が、図２の判定基準データベース８より読み込まれる電圧変動条件を満たしているか、図２のＰＩ判定部６内で自動判定が行われることになる。
【００６５】
ここで、例えば電圧変動条件が、直流電圧ＶＣＣより降下する値がΔＶＤＬ以内、ＬＳＩのスイッチング動作が生じる時間（ｅｘ．ｔ＝０）から電圧変動が収まるまでの戻り時間（例えばスイッチング動作が生じてから電圧変動の幅が１％以内になるまでの時間）がｔＲＬ以内という条件を満たさないといけないとする。
【００６６】
例えば、Ｃ点における電源電圧波形Ａの特性においては、電圧降下値ΔＶＤＡは「ΔＶＤＡ＜ΔＶＤＬ」という条件は満たしているが、戻り時間ｔＲＡは「ｔＲＡ＜ΔｔＲＬ」という条件を満たさないので、電圧変動波形が電源電圧波形Ａである回路では、ＬＳＩは安定動作しないと判定される。一方、Ｃ点における電源電圧波形Ｂ特性においては、戻り時間ｔＲＢは「ｔＲＢ＜ΔｔＲＬ」という条件は満たしているが、電圧降下値ΔＶＤＢは「ΔＶＤＢ＜ΔＶＤＬ」という条件を満たさないので、電圧変動波形が電源電圧波形Ｂである回路でも、ＬＳＩは安定動作しないと判定される。
【００６７】
なお、ここで電圧変動条件は電圧降下値と戻り時間の両者で検討することにしたが、電圧降下値だけが条件になっている場合も考えられる。その場合、電圧変動波形が電源電圧波形Ａである回路ではＬＳＩは安定動作すると判断され、電源電圧波形Ｂである回路では安定動作しないと判定されることになる。また、図２７,２９,３１で例示されたようなＰＩ判定回路モデルにおいて、電源電圧変動値（Ｖ）６９は図示されたＣ点での電圧変動値をモニターしているが、別のモニター点（例えばＬＳＩ電源モデル６１の両端子間の電圧）での電源電圧値において、電圧変動条件が設定されていても良い。
【００６８】
（ＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）の詳細な説明）
図１２は、図７におけるＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）を詳細に説明したフローチャートである。まず、外部ノイズ源モデル生成処理（ステップＳ３０）により、読み込まれた外部ノイズ印加情報４内に記された外部ノイズの特性より、外部ノイズ源モデルが、図２におけるＥＭＳ判定回路モデル生成部１４において生成される。
【００６９】
ここで生成される外部ノイズ源モデルは電流源で記述することが出来るが、入力される情報によっては電圧源のような他の構造を取ることも可能である。ここで、外部ノイズ源モデルを電流源で示したときの、その波形の一例を図１９に示す。図１８に示したようにＬＳＩ内部の動作部分のモデルの電流波形の一例は繰り返しの波形を示していたが、外部ノイズの波形はある一定時間電流が流れた後は、ずっと電流が流れないような波形となっている。勿論、外部ノイズの特性によっては、他の形状をとることも可能であるし、必要に応じて周波数特性を示す波形に変換しても良い。
【００７０】
次に、ＰＩ判定回路モデル修正処理（ステップＳ３１）により、外部ノイズ印加情報４内に記された外部ノイズの印加される場所の情報と、ＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）で生成されたＰＩ判定回路の構造、及び外部ノイズ源モデル生成処理（ステップＳ３０）により生成された外部ノイズ源モデルから、ＥＭＳ判定回路モデルが図２におけるＥＭＳ判定回路モデル生成部１４において生成され、この処理は終了する。
【００７１】
具体的には、ＰＩ判定回路モデルからＬＳＩ内部動作の際のノイズ源となる動作部分モデルを取り除き、ＰＩ判定回路モデルにおける外部ノイズの印加される箇所に相当する箇所に外部ノイズ源モデルを接続する処理となる。ここで、ＥＭＳ判定回路におけるＬＳＩ電源モデルは図１７（a）に示すようにＬＳＩ内部のアドミタンスモデル（Ｙ）２２だけとなり、ＥＭＳ判定回路モデルにおけるＬＳＩの等価回路モデルは図１７（b）に示すようになる。
【００７２】
こうした処理の過程により、図７におけるＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）により、図２２のＰＣＢのＥＭＳ判定回路モデルの一例は、図２８のようになる。このとき、外部ノイズの印加される箇所は、図２２に示したような直流電源４４と基板電源配線４３の接続点であったとする。基本的にＬＳＩ電源モデル６１が動作部分モデルを外したモデル形状７１になり、外部ノイズ源モデル７０が直流電源モデル６４と基板電源配線モデル６３の間に挿入された形状になっている。
【００７３】
同様に図２３に例示するような、対策部品としてダンピング抵抗４６が実装されたＰＣＢ、また図２４に例示するような、対策部品としてフェライトビーズ４７が実装されたＰＣＢなども、前述した同様の処理を行うことにより、ダンピング抵抗の等価回路モデル６６、またはフェライトビーズの等価回路モデル６７を用いて、それぞれのＥＭＳ判定回路モデルの一例は、図３０、図３２に示される構成になる。
【００７４】
図２１は、図２８、３０、３２で例示されたようなＥＭＳ判定回路モデルについて、図７の回路解析処理（ステップＳ１０）を行った場合の、Ｃ点での電源電圧変動値（Ｖ）７２の変動を示した一例である。
【００７５】
このＥＭＳ特性である電圧変動特性が、図２の判定基準データベース８より読み込まれる電圧変動条件を満たしているか、図２のＥＭＳ判定部７内で自動判定が行われることになる。ここでの電圧変動条件の例もＰＩ判定と同様、直流電圧ＶＣＣより降下する値がΔＶＤＬ以内、ＬＳＩのスイッチング動作が生じる時間から電圧変動が収まるまでの戻り時間がｔＲＬ以内という条件を満たさないといけないとする。
【００７６】
例えば、Ｃ点における電源電圧波形Ｃの特性においては、戻り時間ｔＲＣは「ｔＲＣ＜ΔｔＲＬ」という条件を満たしているが、電圧降下値ΔＶＤＣは「ΔＶＤＣ＜ΔＶＤＬ」という条件は満さないので、電圧変動波形が電源電圧波形Ｃ２である回路では、ＬＳＩは安定動作しないと判定される。一方、Ｃ点における電源電圧波形Ｄの特性においては、電圧降下値ΔＶＤＤ「ΔＶＤＤ＜ΔＶＤＬ」という条件を満たしているが、戻り時間ｔＲＤは「ｔＲＤ＜ΔｔＲＬ」という条件は満たさないので、電圧変動波形が電源電圧波形Ｄである回路でも、ＬＳＩは安定動作しないと判定される。
【００７７】
なお、ここで電圧変動条件は電圧降下値と戻り時間の両者で検討することにしたが、電圧降下値だけが条件になっている場合も考えられる。その場合、電圧変動波形が電源電圧波形Ｃである回路ではＬＳＩは安定動作しないと判断され、電源電圧波形Ｄである回路では安定動作すると判定されることになる。また、図２８,３０,３２で例示されたようなＥＭＳ判定回路モデルにおいて、電源電圧変動値（Ｖ）７２は図示されたＣ点での電圧変動値をモニターしているが、別のモニター点（例えばＬＳＩ電源モデル７１の両端子間の電圧）での電源電圧値において、電圧変動条件が設定されていても良い。
【００７８】
こうして、図２７,２９,３１で例示されたようなＰＩ判定回路モデルを、図７の回路解析処理（ステップＳ８）を行った結果、及び図２８,３０,３２で例示されたようなＥＭＳ判定回路モデルを図７の回路解析処理（ステップＳ１０）を行った結果より、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性と判定基準を満たしているかどうかが自動的に判定され、結果出力処理（ステップＳ６）により、図２の出力装置９に、判定された結果が出力されることになる。
【００７９】
ここで出力される結果は、電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されていたかという判定結果だけでなく、生成されたＰＩ判定回路モデル、ＥＭＳ判定回路モデル、及び解析されたＰＩ特性とＥＭＳ特性と、判定基準データベース内の電圧変動条件との比較が図示された結果等が含まれていても良い。これらの結果により、どれだけのマージンを持って設計されているか、どの周波数範囲で問題があるのか、かつ回路におけるどの部分の特性が支配的であるか等も絶対値的に評価することが可能となる。
【００８０】
ここで、ＰＩ判定回路モデル及びＥＭＳ判定回路の生成処理、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の解析処理、及び電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定処理は入力したデータに対し一定の処理を行わせるだけであるので、自動化が可能である。このため、ＬＳＩやプリント基板配線について深い知識を有さない人間でも、容易に電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかを判断することが出来る。また、ＬＳＩの等価回路モデルの作成手法及び装置は、既存の技術を流用することが可能であり、基板の等価回路モデル作成用のフィールドソルバや回路解析ツールも市販のものを流用することが可能であるので、本発明のシステムは容易に構築すること可能である。
【００８１】
このようにして、一本の電源配線においてその配線が構成する電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかを自動的に判定することが出来、順次、他の配線にも同じ処理を繰り返すことで、ＰＣＢ上の電源配線全てが構成する電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定を行うことも可能になる。
【００８２】
また、作成されるＬＳＩの等価回路モデル、及び基板の等価回路モデルは非常に簡易な構造で表現することが可能であるので、それらを組み合わせることで作成されるＰＩ判定回路モデル及びＥＭＳ判定回路モデルを用いて回路解析ツールによりＰＩ特性及びＥＭＳ特性を高速に算出することが出来る。従って、ＰＣＢ上の電源配線全ての電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定を、現実的な時間で行うことが可能になる。
【００８３】
また、電源が配線ではなくプレーン形状をしていた場合においても、抵抗、インダクタンス、容量等で表現される等価回路モデルへ変換可能なフィールドソルバを使用することにより、上記システムにおいて電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定を行うことが可能になる。
【００８４】
以上、本発明の第２の実施の形態について説明したが、図２示すプリント基板電源回路設計装置においては、電源回路におけるＰＩ特性を導出するＰＩ特性導出部として、設計情報から電源回路におけるＰＩ特性を解析するための等価回路モデルであるＰＩ判定回路モデルを生成するＰＩ判定回路モデル生成部１１と、ＰＩ判定回路モデルを解析してＰＩ特性を導出する演算部１２と、を有するＰＩ解析部１０を備える。また、電源回路におけるＥＭＳ特性を導出するＥＭＳ特性導出部として、外部ノイズ印加情報とＰＩ判定回路モデルから電源回路におけるＥＭＳ特性を解析するための等価回路モデルであるＥＭＳ判定回路モデルを生成するＥＭＳ判定回路モデル生成部１４と、ＥＭＳ判定回路モデルを解析してＥＭＳ特性を導出する演算部１５と、を有するＥＭＳ解析部１３を備える。
これにより、ＰＩ判定回路モデルとＥＭＳ判定回路モデルとを生成し、ＰＩ特性の解析およびＥＭＳ特性の解析を行うことができる。
【００８５】
また、図２に示すプリント基板電源回路設計装置は、ＰＩ判定回路モデル生成部１１内に、電源回路の物理構造と電気的特性情報とに基づいて基板の等価回路モデルを作成するフィールドソルバを内部に有する基板等価回路モデル作成部１１Ａを、有して構成される。これにより、フィールドソルバを使用して、正確な基板等価回路モデルを容易に作成することができる。また、この基板等価回路モデルを基に、ＰＩ判定回路モデルを生成することができる。
【００８６】
また、図２に示すプリント基板電源回路設計装置は、ＰＩ判定回路モデル生成部１１内に、半導体集積回路の情報に基づいて半導体集積回路の等価回路モデルを作成するＬＳＩ等価回路モデル作成部１１Ｂを、有して構成される。
これにより、ＬＳＩ等価回路モデルを作成することができ、このＬＳＩ等価回路モデルを基に、ＰＩ判定回路モデルを生成することができる。
【００８７】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第３の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置の構成の説明）
図３に、本発明の第３の実施の形態のシステム構成を示す。本形態は、図２に示す第２の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置と比較して、回路記述変更部１６を追加した構成になっている。他の構成は図２に示すプリント基板電源回路設計装置と同様であり、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【００８８】
この回路記述変更部１６は、条件可否判定部５で、ＰＣＢの電源回路がＬＳＩの内部動作と外部ノイズに対し、片方もしくは両方に対して安定に設計されていないと判断されたときは、入力装置から入力されたＰＣＢの回路記述を変更して、変更された回路記述を再度ＰＩ解析部１０内に入力する処理部である。この回路記述変更部１６を備えることにより、ＰＣＢの電源回路がＬＳＩの内部動作と外部ノイズの両方に対して安定に設計し直すことが可能になる。
【００８９】
（図３のプリント基板電源回路設計装置の処理の流れを示すフローチャートの説明）
図８は本発明の第３の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置における処理の流れを示したフローチャートである。このフローチャートは、図７に示された第２の実施の形態における処理の流れを示したフローチャートにおいて、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性と電圧変動条件との比較処理（ステップＳ５）の後、ＰＩ特性とＥＭＳ特性の両方が電圧変動条件を満たさなかった場合に、ＰＣＢの電源回路を修正し、再度入力する処理（ステップＳ１３〜Ｓ１６）が行われるフローチャートである。
【００９０】
図７のフローチャートと同様、図３の入力装置１から回路情報の入力処理（ステップＳ１）が行われ、図３のＰＩ判定回路モデル生成部１１内で入力された情報からＰＩ判定回路モデルの生成処理（ステップＳ７）が行われる。次に、図３の演算部１２内でＰＩ判定回路モデルの回路解析処理（ステップＳ８）が行われる。次に、図７のフローチャートと同様、図３の入力装置１から外部ノイズ印加情報入力処理（ステップＳ３）が行われ、図３のＥＭＳ判定回路モデル生成部１４内で入力された情報から生成されたＰＩ判定回路モデルと外部ノイズ印加情報４よりＥＭＳ判定回路モデルの生成処理（ステップＳ９）が行われる。
【００９１】
続いて、図３の演算部１５内でＥＭＳ判定回路モデルの回路解析処理（ステップＳ１０）が行われ、図３の条件可否判定部５で解析されたＰＩ特性及びＥＭＳ特性と図３の判定基準データベース８から読み込まれる電圧変動条件との比較処理（ステップＳ５）が行われる。
【００９２】
その後、図３の条件可否判定部５内で、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両者が電圧変動条件を満たすかどうかの判定処理（ステップＳ１１）が行われ、もし両者が条件を満たせば（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、出力処理（ステップＳ１２）が行われ、ＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているＰＣＢの構造が図３の出力装置９に出力される。このときの出力結果に、生成されたＰＩ判定回路モデル、ＥＭＳ判定回路モデル、及び解析されたＰＩ特性及びＥＭＳ特性と、電源電圧変動条件との比較が図示された結果等が含まれていても良い。
【００９３】
一方、判定処理（ステップＳ１１）でＰＩ特性及びＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が判定条件を満たさなかった場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、電源回路の変更手法の選択処理（ステップＳ１３）が、図３の回路記述変更部１６内で行われる。この処理において、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方が電圧変動条件を満たすために、対策部品の実装処理（ステップＳ１４）を行うか、基板の変更処理（ステップＳ１５）を行うか、ＬＳＩの変更処理（ステップＳ１６）を行うかが決定される。
【００９４】
この選択処理（ステップＳ１３）は、操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。例えば、判定基準データベース８内に、ＥＭＳ特性が条件を満たさない場合は対策部品の実装処理（ステップＳ１４）が優先的に行われる、と記述されていれば、判定処理でＰＩ特性は条件を満たすがＥＭＳ特性は条件を満たしていないと判定されたとき、自動的に対策部品の実装処理（ステップＳ１４）が選択される、といった例が挙げられる。
【００９５】
そして選択された回路の変更処理（ステップＳ１４〜Ｓ１６の何れか）が、図３の回路記述変更部１６内で実行された後、変更された回路記述を図３のＰＩ解析部１０に再度入力する。そして、同じ処理（ステップＳ１→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ３→Ｓ９→Ｓ１０→Ｓ５）を繰り返し、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方が電圧変動条件を満たすように電源回路が設計されるまでこの処理を繰り返す。このとき、前のステップで作成されたＰＩ判定回路モデル及びＥＭＳ判定回路モデルは既に存在しているので、ＰＩ判定回路モデル生成処理（ステップＳ７）及びＥＭＳ判定回路モデル生成処理（ステップＳ９）は、回路の一部のみ改めて実行かつ修正するだけにしても良い。こうして、ＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されたＰＣＢの電源回路が得られる。
【００９６】
（第３の実施の形態における対策部品実装処理の例についての説明）
図１３は、図８の対策部品実装処理（ステップＳ１４）の具体的なフローチャートである。先ず、対策部品データ決定処理（ステップＳ３２）が行われ、データベース内のどの対策部品が回路のどの場所に実装されるか決定される。
【００９７】
対策部品のデータベースはＰＣＢ上の部品のデータベースを入力する際、同時に図３の入力装置１から入力されていても良い。対策部品の実装は、改めて電源回路に追加されても良いし、従来ある部品が別の部品に変更されても良い。この決定は操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。
【００９８】
例えば、判定基準データベース８内に、対策部品の数は増やさない、と記述されていれば、自動的に対策部品のデータベースの中から従来実装されている対策部品の代わりに、別の対策部品が同じ位置に実装されるという方法が選択される、といった例が挙げられる。
【００９９】
次に、レイアウト変更処理（ステップＳ３３）が行われ、対策部品の実装変更があったことによるレイアウトの変更が行われる。例えば対策部品が基板の電源配線上に追加されたとき、基板の電源配線の長さが対策部品の実装面積分短くなる、といった例が挙げられる。この処理が終了することで対策部品実装処理（ステップＳ１４）が完了する。
【０１００】
（基板変更処理の具体的な例についての説明）
図１４は、図８の基板変更処理（ステップＳ１５）の具体的なフローチャートである。先ず、変更手法選択処理（ステップＳ３４）が行われ、基板上のレイアウトを変更するのか、基板の断面構造や材質等の構造を変更するのかの選択が行われる。この決定は操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。
【０１０１】
例えば、判定基準データベース８内に、基板構造の変更はしない、と記述されていれば、自動的にレイアウトの変更を行う方法が選択される、といった例が挙げられる。そうして変更手法選択処理（ステップＳ３４）でレイアウトの変更が選択されたら、レイアウト変更処理（ステップＳ３５）に進み、基板上の電源配線長や配線幅の変更等のレイアウトの変更を行う。この処理においてもどのような変更を行うかは操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。
【０１０２】
例えば、判定基準データベース８内に、ＥＭＳ特性が電圧変動条件を満たさない場合は電源配線幅を１割減にすると記述されていれば、ＥＭＳ特性が条件を満たしていない場合には自動的に電源配線幅を１割減にするという変更を行う、といった例が挙げられる。
【０１０３】
また、変更手法選択（ステップＳ３４）において基板の構造の変更が選択された場合は、基板構造変更処理（ステップＳ３６）に進み、基板の層構造や材質等の変更処理を行う。この処理においてもどのような変更を行うかは操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。例えば、判定基準データベース８内に、ＥＭＳ特性が電圧変動条件を満たさない場合は電源配線の材質を銅からアルミニウムに変更すると記述されていれば、ＥＭＳ特性が条件を満たしていない場合には自動的に電源配線の材質を銅からアルミニウムに変更にするという変更を行う、といった例が挙げられる。このレイアウト変更処理（ステップＳ３５）もしくは基板構造変更処理（ステップＳ３６）が終了することで基板変更処理（ステップＳ１５）が完了する。
【０１０４】
（ＬＳＩ変更処理の具体的な例についての説明）
図１５は、図８のＬＳＩ変更処理（ステップＳ１６）の具体的なフローチャートである。先ず、変更手法選択処理（ステップＳ３７）が行われ、ＬＳＩの動作状態を変更するのか、パッケージ構造も含めたＬＳＩの種類の変更を行うのかの選択が行われる。この決定は操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。
【０１０５】
例えば、判定基準データベース８内に、ＬＳＩの変更は動作状態の変更を優先的に行う、と記述されていれば、自動的に動作状態の変更を行う方法が選択される、といった例が挙げられる。そうして変更手法選択処理（ステップＳ３７）で動作状態の変更が選択されたら、動作状態変更処理（ステップＳ３８）を行い、ＬＳＩの動作状態の変更を行う。この処理においてもどのような変更を行うかは操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。
【０１０６】
例えば、判定基準データベース８内に、ＰＩ特性が電圧変動条件を満たさない場合は動作率を１割減にすると記述されていれば、ＰＩ特性が条件を満たしていない場合には自動的にＬＳＩの動作率を１割減にするという変更を行う、といった例が挙げられる。
【０１０７】
また、変更手法選択（ステップＳ３７）においてＬＳＩの種類の変更が選択されたら、種類変更処理（ステップＳ３９）に進み、ＬＳＩの種類の変更処理を行う。この処理においてもどのような変更を行うかは操作者が任意で行うことも可能であるが、データベースに記述されている変更指針により、システムの中で自動的に行われることも可能である。
【０１０８】
例えば、判定基準データベース８内に、ＰＩ特性が電圧変動条件を満たさない場合はＬＳＩをチップサイズがワンサイズ大きなタイプに変更すると記述されていれば、ＰＩ特性が条件を満たしていない場合には自動的にＬＳＩをチップサイズがワンサイズ大きなタイプに変更にするという変更を行う、といった例が挙げられる。この動作状態変更処理（ステップＳ３８）もしくは種類変更処理（ステップＳ３９）が終了することでＬＳＩ変更処理（ステップＳ１６）が完了する。
【０１０９】
本実施形態により、ＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されたＰＣＢの電源回路の構造が得られ、そのＰＩ特性及びＥＭＳ特性も求めることが出来る。また図３の判定基準データベース８内に、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性が電圧変動条件を満たさない場合の、ＰＣＢの電源回路の構造変更の指針が予め用意されていれば、自動的にＰＣＢの電源回路構造がＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方において電圧変動条件が満たされるように構造が変更されるので、自動化が可能であり、ＬＳＩやプリント基板配線について深い知識を有さない人間でも、容易に自動的にＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されたＰＣＢの電源回路の構造が得られるシステムとなっている。
【０１１０】
ここで、ＰＩ判定回路モデル及びＥＭＳ判定回路モデルの生成処理、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の解析処理、及び電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかの判定処理は入力したデータに対し一定の処理を行わせるだけであるので、自動化が可能である。このため、ＬＳＩやプリント基板配線について深い知識を有さない人間でも、容易にＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定にＰＣＢの電源回路を設計することが出来る。また、ＬＳＩの等価回路モデルの作成手法及び装置は、既存の技術を流用することが可能であり、基板の等価回路モデル作成用のフィールドソルバや回路解析ツールも市販のものを流用することが可能であるので、本発明のプリント基板電源回路設計装置のシステムは容易に構築すること可能である。
【０１１１】
このようにして、ＰＣＢ上の一種類の電源配線において、自動的にその配線が構成する電源回路をＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計変更することが出来、順次、他の電源配線にも同じ処理を繰り返すことで、ＰＣＢ上の電源配線全てが構成する電源回路をＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定になるよう設計変更することも可能になる。
【０１１２】
また、作成されるＬＳＩの等価回路モデル、及び基板の等価回路モデルは非常に簡易な構造で表現することが可能であるので、それらを組み合わせることで作成される電源回路モデルを用いて回路解析ツールによりＰＩ特性及びＥＭＳ特性を高速に導出することが出来る。従って、ＰＣＢ上の電源配線全てが構成する電源回路をＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定になるよう設計変更することも、現実的な時間で行うことが可能になる。
【０１１３】
また、電源が配線ではなくプレーン形状をしていた場合においても、抵抗、インダクタンス、容量等で表現される等価回路モデルへ変換可能なフィールドソルバを使用することにより、上記システムにおいて電源回路をＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定になるよう設計変更することが可能になる。
【０１１４】
以上、本発明の第３の実施の形態について説明したが、図３に示す本発明のプリント基板電源回路設計装置においては、電源回路におけるＰＩ特性とＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が電圧変動条件を満たさない場合に、電源回路の構造を変更し、該変更された構造の情報を設計情報として再度入力する回路記述変更部１６、を有して構成される。
これにより、電源回路をＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定になるよう設計変更することが可能になる。
【０１１５】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図４は、本発明の第４の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。本実施の形態は、図２に示す第２の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置に、各種の設計情報及びデータベースが記憶される記憶装置１７が新たに付加されたシステムである。他の構成は図２に示すプリント基板電源回路設計装置と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【０１１６】
記憶装置１７内には、ＬＳＩの全回路接続情報やレイアウト情報、ＬＳＩの動作情報等のＬＳＩ設計情報、及びＬＳＩの内部を構成している部品の情報を含む、ＬＳＩ設計情報及びＬＳＩデータベース１８が記憶される。また、ＰＣＢのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等の基板の設計情報である、ＣＡＤデータ及び部品データベース１９と、外部ノイズ印加情報４と、判定基準データベース８が記憶されている。
【０１１７】
この図４に示すプリント基板電源回路設計装置においては、図７のフローチャートにおけるＰＩ判定回路モデルを生成するための回路設計情報の入力（ステップＳ１）を、図２の入力装置１によって入力する代わりに、必要に応じて記憶装置１７内にある、ＣＡＤデータ及び部品データベース１９から必要なデータを自動的に抽出させることが可能である。
【０１１８】
ここで述べているＣＡＤデータにおける配線情報には、一般的に、配線幅や、配線ルートのＸＹ２軸座標によるルート指定や、配線全長等の情報が含まれ、さらには、接続先の部品名称や型番などの情報を含んでいる。従って、接続先の部品名称から、部品データベースの中でその部品の等価回路モデルを探索し、モデルを選択するという方法を行うことも可能であり、またより実際的である。
【０１１９】
またこのとき、入力されたＣＡＤデータと連動し、記憶装置１７内にある複数のＬＳＩの設計情報及びＬＳＩデータベース１８、複数の外部ノイズ印加情報４、及び複数の判定基準データベース８から、必要なデータを抽出することも可能であり、またより実際的である。
【０１２０】
具体的には、ＣＡＤデータから電源回路に接続されるＬＳＩの名称及びパッケージのデータ等を自動的に抽出し、必要なＬＳＩの全回設計情報とパッケージや電源分配回路の情報が含まれたＬＳＩデータベース、その電源回路における外部ノイズ印加情報、及びその電源回路における電圧変動条件の情報が自動的に選択され入力されるような方法である。このとき、入力装置１は使用しなくても良いし、入力を開始する為のアクションを入力する為だけに使用しても良い。この処理は、図１０におけるステップＳ１０３とＳ１０４、及び図１１におけるステップＳ１０５に相当する。
【０１２１】
さらに、図４の条件可否判定部５によって得られた結果を、記憶装置１７内にあるＣＡＤデータ及び部品データベース１９の中に出力（付加）することも可能である。この処理は図７におけるステップＳ１０１である。具体的にはＣＡＤ上に表示されたその電源回路における基板電源配線や、接続された対策部品の情報にエラーが書き込まれる。
【０１２２】
例えばＣＡＤデータを図として表示した場合、その部分の色が変わっている等のアラームが出力されるような構造にすれば、ユーザーがその電源回路がＬＳＩの内部動作または外部ノイズに対して不安定であり、電源配線のレイアウトや基板構造、あるいは対策部品の実装位置、数及び種類等を変更して対策を行う必要が一目で判るようになる。また、ＰＩ特性が条件を満たさない場合、ＥＭＳ特性が条件を満たさない場合、両者が条件を満たさない場合で色を変えることにより、どのような対策を行えば良いかの指針も得られることになる。
【０１２３】
さらに、図４の条件可否判定部５によって得られた結果を、記憶装置１７内にあるＣＡＤデータ及び部品データベース１９と連動させて、ＬＳＩ設計情報及びＬＳＩデータベース１８の中に出力することも可能である。この処理は図７におけるステップＳ１０２である。具体的にはＣＡＤ上に表示されたそのＬＳＩ及びパッケージの情報にエラーが書き込まれる。
【０１２４】
例えばＣＡＤデータを図として表示した場合、その部分の色が変わっている等のアラームが出力されるような構造にすれば、ユーザーがその電源回路が不安定であり、ＬＳＩの動作状態や種類、パッケージの種類等を変更して対策を行う必要が一目で判るようになる。また、電ＰＩ特性が条件を満たさない場合、ＥＭＳ特性が条件を満たさない場合、両者が条件を満たさない場合で色を変えることにより、どのような対策を行えば良いかの指針も得られることになる。
【０１２５】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図５は、本発明の第５の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。本実施の形態は、図３に示す第３の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置に、各入力情報及びデータベースが記憶された記憶装置１７が備えられたシステムである。他の構成は図３に示すプリント基板電源回路設計装置と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付している。
【０１２６】
記憶装置１７内には、第４の実施の形態と同様に、ＬＳＩの全回路接続情報やレイアウト情報、ＬＳＩの動作情報等の設計情報、及びＬＳＩの内部を構成している部品のデータベース１８と、ＰＣＢのレイアウト及び断面構造、及び実装される部品の情報等である基板の設計情報であるＣＡＤデータ及び部品データベース１９と、外部ノイズ印加情報４と、判定基準データベース８が記憶されている。
【０１２７】
このシステムにおいて、図８のフローチャートにおけるＰＩ判定回路モデルを生成する為の回路設計情報を図２の入力装置１によって入力する代わりに、必要に応じて記憶装置１７内にあるＣＡＤデータと部品データベース１９から必要なデータを自動的に抽出させることが可能である。
【０１２８】
ＣＡＤデータの電源配線において、接続先の部品名称から、部品データベースの中でその部品の等価回路モデルを探索し、モデルを選択するという方法を行うことも可能であり、またより実際的である。またこのとき、入力されたＣＡＤデータと連動し、記憶装置１７内にある複数のＬＳＩの設計情報及びＬＳＩデータベース１９、複数の外部ノイズ印加情報４、及び複数の判定基準データベース８から、必要なデータを抽出することも可能であり、またより実際的である。
【０１２９】
具体的には、ＣＡＤデータから電源回路に接続されるＬＳＩの名称及びパッケージのデータ等を自動的に抽出し、必要なＬＳＩの全回設計情報とパッケージや電源分配回路の情報が含まれたＬＳＩデータベース、その電源回路における外部ノイズ印加情報、及びその電源回路における電圧変動条件の情報が自動的に選択され入力されるような方法である。このとき、入力装置１は使用しなくても良いし、入力を開始する為のアクションを入力する為だけに使用しても良い。
【０１３０】
そして、図８のフローチャートにおいて電源回路の変更処理（ステップＳ１４〜Ｓ１６のいずれか）を行う際には、記憶装置１７内にあるＣＡＤデータと部品データベース１９、またはＬＳＩの設計情報及びＬＳＩデータベース１８に直接働き、構造の変更や種類の変更等の処理が行われ、ＣＡＤデータがその処理によって記述が変更される。
【０１３１】
この処理は、図１３におけるステップＳ１０６とＳ１０７、図１４におけるステップＳ１０８、及び図１５におけるステップＳ１０９に相当する。従って、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方が電圧変動条件を満たして図８に記述された処理が完了した際には、ＰＣＢのＣＡＤデータにおける電源回路は、ＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定になるよう設計されていることになり、より実際的なシステム構成になっている。
【０１３２】
［第６の実施の形態］
次に本発明の第６の実施の形態について説明する。
図３３は、本発明の第６の実施の形態に係るプリント基板電源回路設計装置の構成を示す図である。この第６の実施の形態は、図３に示す第３の実施の形態における回路記述変更部１６を回路記述変更部１６Ａとし、その動作を一部変更（処理機能を追加）した例である。
【０１３３】
この第６の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置では、ＰＩ判定は、第３の実施の形態と同様に、等価回路モデルを作成して電圧変動を回路の時間解析にて導出し、判定基準データベース８に記憶された電圧変動条件と比較して判定する。
【０１３４】
そして同時に、そのときの電源インピーダンス特性も同じ等価回路モデルを用いて、回路の周波数解析にて導出しておく（回路の周波数解析は時間解析に比べて充分短い時間で終了できる)。
【０１３５】
そして、条件可否判定部５のＰＩ判定部６により、ＰＩ特性は電圧変動条件を満たさないと判定された場合は、判定基準データベース８内に用意してある変更指針に従い、電源回路を変更して行く。そして、変更された回路の等価回路モデルで再びＰＩ判定を行う。この時、同時にその回路でも周波数解析を行って、電源インピーダンス特性も導出しておく。
【０１３６】
この操作を繰り返すことにより、ＰＩ判定に成功するまで（したときを含め）、変更した回路構造とそのときの電圧変動特性、及び電源インピーダンス特性も導出される。もし、ＰＩ判定を満たした場合と、満たす一歩手前の回路構造に対して大きな違いがあれば、回路の変更指針で（１ステップ毎の回路変更パターンが大きい場合）、ＰＩ判定を満たした等価回路はＰＩ判定の判定基準に対してマージンを持っていると考えられる。
【０１３７】
そのため、比較用として、ＰＩ判定を満たしたときの電源回路（以下、「達成電源回路」とも記述）と電源インピーダンス特性（以下、「ＰＩ達成電源インピーダンス特性」とも記述）と（基本的には使用しない）、ＰＩ判定を満たす回路構造への一歩手前の電源回路（以下、「未達電源回路」とも記述）と電源インピーダンス特性（以下、「ＰＩ未達電源インピーダンス特性」とも記述）を、達成／未達回路保存部１０１によりデータベース等へ保存しておく。
【０１３８】
次に、ＰＩ判定部６によりＰＩ特性を満たしたと判定された場合、次は、ＥＭＳ判定部７によるＥＭＳ判定に移る。この場合、前述のように、ＰＩ判定用に作成されている等価回路を少々変更するだけで良い。この回路で、ＥＭＳ判定を満たせば、問題無く処理を終了し、達成回路選択部１０３により、この達成電源回路を選択して出力装置９に回路構造等を出力する。
【０１３９】
問題はＥＭＳ判定を満たしていなかった場合であり、基本的に、ＥＭＳ判定を満たす場合は、電源インピーダンス特性は大きければ良く、ＰＩ判定を満たす場合は、電源インピーダンス特性は小さければ良い、というトレードオフの関係が成り立つ。
【０１４０】
ここで、前述のように、ＰＩ判定にどれだけマージンがあったか、という問題が生じる。つまり、“ＰＩ達成電源インピーダンス特性”と、“ＰＩ未達電源インピーダンス特性”の間の電源インピーダンス特性を持った回路構造が正しい、ということになる。その間にはマージンが存在している、というように考えられる。
【０１４１】
従って、「マージンが無くなる方向に回路を変更する」、という手法、つまり、電源インピーダンス増加部１０２により、電源インピーダンスを大きくしていく手法を変更方針として取る。ここで、ＰＩ判定を満たしていた回路（達成電源回路）を変更して電源変動特性を回路の時間解析を用いて導出し、判定基準（電圧変動条件）と比較し、判定基準を満たしているかどうか判定するＥＭＳ判定を行う。このとき同時に、回路の交流解析を行い、電源インピーダンス特性も導出する。（方法は、ＰＩ判定のときと同様の方法を使用する）。このときの処理を便宜上“ＥＭＳ判定基準回路変更処理”と呼称する。
【０１４２】
ここで、ＥＭＳ判定を満たしたとしても、電源インピーダンス特性が、データベース内に保存した“ＰＩ未達電源インピーダンス特性”よりも上に行ってしまった場合、敢えてＰＩ判定回路に変更して、電源変動特性を時間解析に変更しなくても、ＰＩ判定は満たさない、と判断出来るため、敢えてＰＩ判定からやり直すことはなく、“ＥＭＳ判定基準回路変更処理”に戻り、ＰＩ判定のマージン内に収まるような他の回路変更手法を選択する、という方法を選択する。なお、他の回路変更手法は、予めデータベース内に用意されている、とする。
【０１４３】
また、ＥＭＳ判定を満たし、かつ電源インピーダンス特性が、ＰＩ判定を満たさなかった回路（未達電源回路）より低い場合、ＰＩ判定回路に変更して、電源変動特性を時間解析に変更し、ＰＩ判定を行う。ここでＰＩ判定を満たせば、問題無く処理を終了し、変更回路選択部１０４により、この修正された未達電源回路を選択して出力装置９に回路構造等を出力する。
【０１４４】
もし、ここでＰＩ判定を満たさなかった場合、このときの電源インピーダンス特性が新たな“ＰＩ未達電源インピーダンス特性”になり、データベース内の”ＰＩ未達電源インピーダンス特性”を置き換え、また”ＥＭＳ判定基準回路変更処理”を行う、というステップを取る。
【０１４５】
このように、電源インピーダンス特性を各段階で求めておき、“ＰＩ達成電源インピーダンス特性”と“ＰＩ未達電源インピーダンス特性”を絡めてＥＭＳ判定を行うことにより、ＥＭＳ判定を満たす回路構造で不必要なＰＩ判定処理を行う必要がなくなる。
【０１４６】
このように、本発明の第６の実施の形態では、単なる組み合わせとトレードオフの関係だけではない判定を行うことが可能になる。
【０１４７】
図３４に、電源インピーダンス特性とそのときの処理をまとめた概念図を示す。図３４において、横軸は周波数、縦軸が電源インピーダンスを示している。
図３４において、特性曲線Ａは、ＰＩ未達電源インピーダンスの周波数特性を示し、特性曲線Ｂは、ＰＩ達成電源インピーダンスの周波数特性を示している。そして、特性曲線Ｃに示すように、回路変更後の電源インピーダンスが“ＰＩ未達電源インピーダンス”よりも大と判定、すなわち、ＰＩ判定を満たさないと判定された場合は、“ＥＭＳ判定基準回路変更処理へ戻る。
【０１４８】
そして、特性曲線Ｄに示すように、回路変更後の電源インピーダンスが“ＰＩ未達電源インピーダンス”よりも小と判定された場合、ＰＩ判定回路を構成し、ＰＩ判定処理を再度実行、ＰＩ判定を満たせばそこで処理終了、満たさなければ“ＰＩ未達電源インピーダンス”の情報をこの特性に切り替えた後、“ＥＭＳ判定基準回路変更処理”へ戻る。
【０１４９】
また、図３５は、第６の実施の形態のプリント基板電源回路設計装置における上述した処理の流れを整理してフローチャートで示したものである。図３５に示すフローチャートにおいては、ステップＳ１〜Ｓ１０、およびステップＳ１２〜Ｓ１６までは、図８に示す第３の実施の形態におけるフローチャートと同様であり、破線で囲まれた部分のステップＳ５１〜Ｓ５９が、第６の実施の形態における処理に関係する部分である。
【０１５０】
以下、図３５を参照して、第６の実施の形態に関係する部分の処理の流れについて説明する。
【０１５１】
まず、ステップＳ５１において、初回の処理では、達成電源回路がまだ決定されていないので（ステップＳ５１：Ｎｏ）、ステップＳ５２に移行し、ＰＩ判定部６により、ＰＩ特性が判定基準（電圧変動条件）を満たすか否かが判定される。
【０１５２】
そして、ステップＳ５２において。ＰＩ特性が電圧変動条件を満たさないと判定された場合は（ステップＳ５２：Ｎｏ）、ステップＳ１３に移行し、第３の実施の形態と同様に判定基準データベース８内に用意してある変更指針に従い、電源回路を変更して行く。そして、変更された回路の等価回路モデルで再びＰＩ判定を行う。この時、同時にその回路でも周波数解析を行って、電源インピーダンス特性も導出しておく。
【０１５３】
この操作を繰り返すことにより、ＰＩ判定に成功するまで（したときを含め）、変更した回路構造とそのときの電圧変動特性、及び電源インピーダンス特性も導出される。そして、ステップＳ５２においてＰＩ判定に成功したと判定された場合は（ステップＳ５２：Ｙｅｓ）、ＰＩ判定を満たしたときの達成電源回路及びその電源インピーダンス特性と、ＰＩ判定を満たす回路構造への一歩手前の未達電源回路およびその電源インピーダンス特性を、達成／未達回路保存部１０１によりデータベース等へ保存しておく（ステップＳ５３）。
【０１５４】
次に、ＥＭＳ判定部７によるＥＭＳ判定を行う（ステップＳ５４）。そして、この電源回路（初回は達成電源回路）で、ＥＭＳ判定を満たし（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、また、達成電源回路の電源インピーダンスの変更中でなければ（ステップＳ５６：Ｎｏ）、問題無く処理を終了し、達成回路選択部１０３により、この達成電源回路を選択し、出力装置９に回路構造及び特性を出力する（ステップＳ１２）。
【０１５５】
一方、ステップＳ５４において、ＥＭＳ判定を満たしていないと判定された場合は（ステップＳ５４：Ｎｏ）、達成電源回路の電源インピーダンスを大きくしていく方向に電源回路を変更する（ステップＳ５５）。
【０１５６】
そして、電源インピーダンスを増加させた達成電源回路について、ステップＳ１からステップＳ１０までの処理を繰り返し、ステップＳ５４において、ＥＭＳ特性を満たすと判定されると（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、続いて、ステップＳ５６において、達成電源回路の電源インピーダンス変更中と判定され（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）、ステップＳ５７に移行する。
【０１５７】
このステップＳ５７において、電源インピーダンスを増加させた達成電源回路の電源インピーダンスが、最初にＰＩ判定を満たさなかった未達電源回路の電源インピーダンスより小と判定された場合は（ステップＳ５７：Ｙｅｓ）、次にＰＩ判定を行う（ステップＳ５８）。ここでＰＩ判定を満たせば（ステップＳ５８：Ｙｅｓ）、問題無く処理を終了し、変更回路選択部１０４により、この電源インピーダンスが変更された達成電源回路を選択して、出力装置９に回路構造及び特性を出力する（ステップＳ１２）。
【０１５８】
一方、ステップＳ５７において、電源インピーダンス変更中の達成電源回路の電源インピーダンス特性が未達電源インピーダンス特性よりも大きい場合（ステップＳ５７：Ｎｏ）、他の回路変更手法を選択する（ステップＳ５９）。なお、この他の回路変更手法は、予め判定基準データベース８内に用意されている。
【０１５９】
また、ステップＳ５８において、ＰＩ判定を満たさなかった場合（ステップＳ５８：Ｎｏ）、このときの電源インピーダンス特性が新たな未達電源回路及びその未達電源インピーダンス特性になり、データベース内の未達電源回路を置き換え、ステップＳ５５に移行し、前述の”ＥＭＳ判定基準回路変更処理”を再度行う、というステップを取る。
【０１６０】
以上、本発明の第６の実施の形態について説明したが、図３３に示す本発明のプリント基板電源回路設計装置においては、回路記述変更部１６Ａは、電源回路の構造の変更により、ＰＩ判定部６によりＰＩ特性が電圧変動条件を満たすとしてＰＩ判定に成功したときの電源回路とその電源インピーダンス特性とを達成電源回路として記憶すると共に、ＰＩ判定に成功したときの１つ手前の電源回路とその電源インピーダンス特性とを未達電源回路として記憶する達成／未達回路保存部１０１と、達成電源回路についてＥＭＳ判定部６によりＥＭＳ特性の判定を行い、ＥＭＳ特性が電圧変動条件を満たしている場合は、当該達成電源回路を選択する達成回路選択部１０３と、達成電源回路のＥＭＳ特性が電圧変動条件を満たしていないと判定された場合に、該達成電源回路の電源インピーダンスを大きくする方向に回路を変更する電源インピーダンス増加部１０２と、電源インピーダンス増加部１０２により達成電源回路の回路変更を行い、ＥＭＳ特性が電圧変動条件を満たし、かつ電源インピーダンス特性が、未達電源回路における電源インピーダンス特性よりも低くなる場合に、当該電源インピーダンが増加された達成電源回路を選択する変更回路選択部１０４と、を有して構成される。
このように、電源インピーダンス特性を各段階で求めておき、“ＰＩ達成電源インピーダンス特性”と“ＰＩ未達電源インピーダンス特性”を絡めてＥＭＳ判定を行うことにより、ＥＭＳ判定を満たす回路構造で不必要なＰＩ判定処理を行う必要がなくなる。
【０１６１】
また、図３３に示す本発明のプリント基板電源回路設計装置においては、電源インピーダンス特性は、回路の周波数解析により導出されるように構成される。すなわち、回路の周波数解析は時間解析に比べて充分短い時間で終了できるので、ＰＩ判定を短時間で行える。
【０１６２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、図１〜図５、及び図３３に示すプリント回路基板設計装置は、内部にコンピュータシステムを有している。
【０１６３】
そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
【０１６４】
すなわち、プリント回路基板設計装置内における、各処理は、ＣＰＵ等の中央演算処理装置がＲＯＭやＲＡＭ等の主記憶装置に上記プログラムを読み出して、情報の加工、演算処理を実行することにより、実現されるものである。
【０１６５】
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当前記プログラムを実行するようにしても良い。
【０１６６】
また、図１〜図５に示すプリント基板電源回路設計装置内の各処理部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、プリント基板電源回路設計装置の入力装置には、入力デバイスおよび表示装置等（いずれも表示せず）が接続されているものとする。ここで、入力デバイスとしては、キーボード、マウス等のことをいう。表示装置とは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等のことをいう。
【０１６７】
以上説明したように、本発明のプリント基板電源回路設計装置は、入力情報として、ＬＳＩに関してはＬＳＩの全回路接続情報や内部レイアウト情報が含まれるＬＳＩの設計情報、及び、ＬＳＩの正常動作が可能な電圧変動特性の許容値やＬＳＩ内部の遅延情報を含んだＬＳＩデータベースを用意し、ＰＣＢ及び実装される部品に関しては、レイアウト情報であるＣＡＤデータ及び部品の等価回路の情報である部品データベースを用意する。そして、それらの入力情報から、ＬＳＩの内部動作によって生じる電源電圧変動の特性である電圧変動特性（ＰＩ特性）を導出する。
【０１６８】
次に、外部ノイズの印加される場所とその特性（波形の形状等）である外部ノイズ印加情報を用意し、先述のＬＳＩの設計情報及びＬＳＩデータベース、ＣＡＤデータ及び部品データベースを合わせた情報から、外部からのノイズによって生じる電源電圧変動の特性である電圧変動特性（ＥＭＳ特性）を導出する。次にデータベースに含まれる、その電源回路のＬＳＩの電源電圧変動の許容値の特性であるおける電圧変動条件を読み出し、導出されたＰＩ特性及びＥＭＳ特性に対してそれぞれ比較し、その電源回路はＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対して、ＬＳＩを安定に動作させることが可能かどうか判定する作業を行う。この処理によって、ＬＳＩが実装されたＰＣＢの電源回路が、ＰＩ及びＥＭＳそれぞれの特性に対し、安定にＬＳＩを動作させられるよう設計されているかを自動的に判定することが出来る。
【０１６９】
また、定量的にＰＩ特性及びＥＭＳ特性を導出するには、ＬＳＩが実装されたＰＣＢの電源系の特性を精度良く見積もった等価回路のモデルを解析するという手段を用いることによって実現可能である。また、ＬＳＩの等価回路モデルの生成手法として、ＬＳＩの電源端子に流れる電流を精度良く再現出来るモデルがＬＳＩの設計情報から生成される手法を用いれば、ＬＳＩの設計情報から自動的にモデルが生成出来る。
【０１７０】
さらに、ＰＣＢの電源回路がＰＩ及びＥＭＳそれぞれの特性に対し、安定にＬＳＩを動作させられるよう設計されているかどうかを判定して、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性のいずれか一方もしくは両方が電圧変動条件を満たさなかった場合、ＰＣＢの構造情報を自動的に変更することによって、安定かつ低ノイズに設計された回路を自動的に設計するという手法を追加することも出来る。具体的にはノイズ対策部品を実装したり電源の構造や位置を変えたりすることで、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方で電圧変動条件を満たす回路構造にする。対策部品を実装や電源構造の変更等の処理は、回路のレイアウトデータがあればそれほど複雑ではなく、変更した回路での等価回路モデルを作成し、その等価回路モデルにおいてＰＩ特性及びＥＭＳ特性を導出し、その両方で電圧変動条件を満たすかどうかを判定することが可能になる。ＰＩ特性及びＥＭＳ特性の両方で電圧変動条件を満たす電源回路構造が作成されるまでこの操作を繰り返すことにより、自動的にＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するように設計されたＰＣＢの電源回路を設計することが可能になる。
【０１７１】
さらに、上記手法を適用したプログラム及びシステムを実現することによって、入力情報及びデータベースから自動的にＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するように設計されたＰＣＢの電源回路を作成することが出来る。また、基板レイアウトの入力情報としてＣＡＤデータを使用することにより、容易にＰＣＢの電源回路の設計を行うことができる。
【０１７２】
このように、本発明のプリント基板電源回路設計装置においては、入力データにＬＳＩの設計情報と動作状態等を含むＬＳＩデータベース、ＰＣＢの配線のレイアウト情報等の構造情報と部品の等価回路等を含む部品のデータベース、外部ノイズの印加される場所と特性である外部ノイズ印加情報、及び電圧変動条件とノイズ条件を含む判定基準のデータベースを用意することにより、ＬＳＩやＰＣＢの電源回路の設計に対して深い知識を有していない者でも、ＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するようにＰＣＢの電源回路が設計されているかどうかの判定を行うことが可能になる。
【０１７３】
また、判定基準を満たさないＰＣＢの電源回路が存在した場合、構造をどのように変更するかの指針を用意しておくことにより、判定基準を満たすように、対策部品の実装を行う、レイアウトを変更する等の手法を用いることが出来て、自動的にＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するように設計されたＰＣＢの電源回路の構造を得ることも可能になる。
【０１７４】
さらに、ＬＳＩ及びＰＣＢの特性を再現した等価回路モデルを用いて解析を行うことにより、ＬＳＩが内部動作及び外部ノイズに対して安定動作するように電源回路が設計されているかどうかを、現実的な時間で容易に判定することが可能となる。また、ＰＩ特性及びＥＭＳ特性として電圧変動の特性を絶対値で導出することが可能であり、定量的な評価を行うことが可能になるので、どれだけマージンのある設計がされているかの評価も可能になる。
【０１７５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明のプリント回路基板設計装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【０１７６】
本発明によれば、ＬＳＩ及びその他の部品が実装されたＰＣＢ上の電源回路におけるＬＳＩの内部動作に対する電源電圧変動特性であるＰＩ特性、及び外部ノイズに対する電源電圧変動特性であるＥＭＳ特性を精度良くかつ高速に解析し、その電源回路がＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかを判定する用途に適用可能である。また、ＰＣＢ上の複数の電源回路についてそれぞれＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計されているかどうかを判定し、基板上のどの電源回路を対策するのかを抽出する用途に適用可能である。
【０１７７】
さらに、本発明によれば、ＬＳＩ及びその他の部品が実装されたＰＣＢ上の電源回路において、自動的にＰＩ特性とＥＭＳ特性の両方が電圧変動特性の許容条件を満たすように、その電源回路をＬＳＩの内部動作及び外部ノイズに対し安定に設計し直す用途に適用可能である。
【符号の説明】
【０１７８】
１  入力装置
２  ＰＩ特性導出部
３  ＥＭＳ特性導出部
４  外部ノイズ印加情報
５  条件可否判定部
６  ＰＩ判定部
７  ＥＭＳ判定部
８  判定基準データベース
９  出力装置
１０  ＰＩ解析部
１１  ＰＩ判定回路モデル生成部
１１Ａ  基板等価回路モデル作成部
１１Ｂ  ＬＳＩ等価回路モデル作成部
１２  演算部
１３  ＥＭＳ解析部
１４  ＥＭＳ判定回路モデル生成部
１４Ａ  外部ノイズ源モデル作成部
１４Ｂ  ＰＩ判定回路モデル修正部
１５  演算部
１６，１６Ａ  回路記述変更部
１７  記憶装置
１８  ＬＳＩ設計情報及びＬＳＩデータベース
１９  ＣＡＤデータ及び部品データベース
２１  ＬＳＩ電源モデルにおける動作部分モデル
２２  ＬＳＩ電源モデルにおけるアドミタンスモデル
２３  ＰＩ判定回路モデルを構成するＬＳＩ電源モデル
２４  電源分配回路モデル 
２５  ＬＳＩ電源系等価回路モデルの電源端子
２６ ＬＳＩ電源系等価回路モデルのＧＮＤ端子
２７  ＥＭＳ判定回路モデルを構成するＬＳＩ電源モデル
４１  ＰＣＢに実装されたＬＳＩ
４２  ＰＣＢに実装されたＬＳＩのパッケージ
４３  ＰＣＢの基板電源配線
４４  ＰＣＢの電源配線に接続された直流電源（レギュレータ） 
４５  ＰＣＢに実装された対策部品であるチップコンデンサ
４６  ＰＣＢに実装された対策部品であるダンピング抵抗
４７  ＰＣＢに実装された対策部品であるフェライトビーズ
５１  ＰＣＢのレジスト及びその電気特性の情報（比誘電率）
５２  ＰＣＢの絶縁層及びその電気特性の情報（比誘電率、誘電正接）
５３  ＰＣＢのメタル配線及び電気特性の情報（導電率）
５４  ＰＣＢのグランド及び電気特性の情報（導電率） 
５５  ＰＣＢの層構成とその断面における各層の厚さの情報（層構成）
６１  ＬＳＩ電源モデル（ＰＩ特性解析用）
６２  ＬＳＩパッケージモデル
６３  基板電源配線モデル
６４  直流電源モデル
６５  チップコンデンサモデル
６６  ダンピング抵抗モデル
６７  フェライトビーズモデル
６８  電源分配回路モデル
６９  電源電圧変動値（ＰＩ特性）
７０  外部ノイズ源モデル
７１  ＬＳＩ電源モデル（ＥＭＳ特性解析用）
７２  電源電圧変動値（ＥＭＳ特性）
１０１  達成／未達回路保存部
１０２  電源インピーダンス増加部
１０３  達成回路選択部
１０４  変更回路選択部
【図１】
2010282473.tif 000003
【図２】
2010282473.tif 000004
【図３】
2010282473.tif 000005
【図４】
2010282473.tif 000006
【図５】
2010282473.tif 000007
【図６】
2010282473.tif 000008
【図７】
2010282473.tif 000009
【図８】
2010282473.tif 000010
【図９】
2010282473.tif 000011
【図１０】
2010282473.tif 000012
【図１１】
2010282473.tif 000013
【図１２】
2010282473.tif 000014
【図１３】
2010282473.tif 000015
【図１４】
2010282473.tif 000016
【図１５】
2010282473.tif 000017
【図１６】
2010282473.tif 000018
【図１７】
2010282473.tif 000019
【図１８】
2010282473.tif 000020
【図１９】
2010282473.tif 000021
【図２０】
2010282473.tif 000022
【図２１】
2010282473.tif 000023
【図２２】
2010282473.tif 000024
【図２３】
2010282473.tif 000025
【図２４】
2010282473.tif 000026
【図２５】
2010282473.tif 000027
【図２６】
2010282473.tif 000028
【図２７】
2010282473.tif 000029
【図２８】
2010282473.tif 000030
【図２９】
2010282473.tif 000031
【図３０】
2010282473.tif 000032
【図３１】
2010282473.tif 000033
【図３２】
2010282473.tif 000034
【図３３】
2010282473.tif 000035
【図３４】
2010282473.tif 000036
【図３５】
2010282473.tif 000037